KR102063189B1

KR102063189B1 - 곡선형 레일을 포함하는 분체도장 시스템

Info

Publication number: KR102063189B1
Application number: KR1020190014373A
Authority: KR
Inventors: 김태형
Original assignee: 김태형
Priority date: 2019-02-07
Filing date: 2019-02-07
Publication date: 2020-01-07

Abstract

본 발명에 따른 분체도장 시스템은 이송부를 이용하여 피도체를 이송하되, 상기 이송장치는 예열부, 도장부, 건조부 및 하역부를 순차적으로 순환하여 구성되고, 특히 상기 도장부는 둘 이상의 단절부를 가지는 주 레일과는 별개로 단절부와 인접하여 구비되는 보조레일이 더 포함됨으로써 상기 도장부를 통과한 피도체를 보조레일을 통해 다시 도장부로 보내 순환시킬 수 있어 하나의 시스템에서 반복적인 도장 작업을 진행할 수 있으며, 도막의 물성을 향상시킴과 동시에 전체 공정을 효율적으로 수행할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

곡선형 레일을 포함하는 분체도장 시스템{A powder coating system having curved rail}

본 발명은 곡선형 레일을 포함하는 분체도장 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 도장부와 대향하는 레일을 ‘U'자(라틴문자 대문자 '유'자)형으로 구비하여 균일한 두께로 코팅할 수 있으며, 하나의 레일에서 복수 회의 도장 작업이 반복적으로 수행될 수 있는 분체도장 시스템에 관한 것이다.

최근, 선박 도장이나 교량, 플랜트 등의 금속 자재를 사용한 구조물이 많아지면서 이들의 도장 기술이 발전 또한 요구되고 있다. 특히 도료의 하이 솔리드화나 속경화, 인라인화에 의한 간소화에 대한 요구가 증가되고 있으며, 이들에 대한 기술 개발이 검토되어 있다.

일반적인 금속 자재를 사용한 구조물은 그 사용되는 부분에 의해 요구 성능이 다르며 예를 들면 선박 의장 부재에는 내식성과 내후성이 요구되고 건축용 철골 등의 보강제에는 방식성과 가요성이 요구된다. 또한 모든 부재에 공통된 것으로서 강판의 두께가 두껍고 따라서, 열용량이 큰 경우에는 충분한 가열을 하기 위해 열에너지의 소비량이 커지므로 속경성 또한 요구된다.

따라서 철 구조물이 사용되는 부분에 통상 3항목 이상의 요구 성능이 동시에 요구되며, 여기에 외부 환경에 노출되는 금속 자재의 경우 장시간 비나 산소에 노출되게 되므로 방식성과 장기간의 내후성도 발현되어야 하나 이들 모두를 충족하는 것은 어렵다.

한편 분체 도장은 미세분말을 피도체에 고르게 분무한 후, 열을 가하여 분체도료를 피도체 표면에 자연스럽게 입혀지는 공정으로 도장의 강도가 강하고 표면이 매끄러운 장점이 있으며, 기존의 액체도장에 비해 내식성, 접착성, 내구성 등이 월등히 우수하고, 특히 부식방지성이 뛰어나 최고의 친환경 도장 기술로 인정받고 있다.

상기와 같은 분체 도장을 다양한 제품에 적용되고 있으며, 예를 들면, 등록특허 제10-0312797호에는 도장부스에 피도장물을 공급 및 배출하는 이송장치와, 소정의 무늬패턴이 형성되며 상기 피도장물의 전방에 배치되어 별도의 구동기구에 의해 이송되는 스크린과, 이 스크린의 전방에 배치되며 분체도료를 분사하여 스크린에 형성된 무늬패턴이 피도장물의 표면에 형성되도록 하는 분사노즐과, 상기 구동기구에 의해 이송되는 스크린의 경로상에 배치되어 상기 스크린에 달라붙은 분체도료를 수거하는 수거기구를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 분체도장 장치가 개시되어 있다.

그러나 일반적인 분체 도장의 경우, 분체와 피도체 간의 접착력을 고려하여 상도와 하도로 나누어 수 회 이상 반복하여 도장하나, 선행문헌에는 이러한 공정이 구체적으로 제안되어 있지 않다. 또한 분체 도장은 도장 후 수행되는 건조공정을 통해 도막의 물성이 결정되나 이러한 공정 또한 제시되어 있지 않다.

대한민국 등록특허 제10-0312797호 (2001년 10월 12일)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 도장부와 대향하는 레일을 ‘U'자(라틴문자 대문자 '유'자)형으로 구비하여 균일한 두께로 코팅할 수 있으며, 하나의 레일에서 복수 회의 도장 작업이 반복적으로 수행될 수 있는 분체도장 시스템의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 양태는 도료 조성물에 하나 이상의 불소계 공중합수지를 더 포함하여 도막의 기계적 물성을 더욱 높인 분체도장 시스템의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 곡선형 레일을 포함하는 분체도장 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 일 양태는,

둘 이상의 단절부를 가지는 순환선 형태로 배치되는 레일, 상기 레일을 따라 이동하는 이동체 및 상기 이동체에 부착되어 피도체를 고정하는 고정부를 포함하는 이송부;

상기 레일 상에 구비되며, 상기 피도체를 가열하는 가열장치를 포함하는 예열부;

상기 레일과 평행하게 위치하여 상기 피도체에 도막을 형성하는 하나 또는 복수의 도장부;

상기 도장부를 통과한 피도체의 도막을 건조하는 건조부; 및

상기 피도체를 이동체에 싣거나 내리는 하역부;

를 포함하며,

상기 이동체는 레일을 따라 예열부, 도장부, 건조부 및 하역부를 순환하도록 이동하며,

상기 이송부는 양 끝단이 각각 상기 복수의 단절부 중 어느 하나와 인접하여 위치하는 보조레일과,

슬라이딩 운동을 통해 상기 레일의 단절부 또는 상기 단절부와 보조레일을 선택적으로 연결하는 변침부,

가 더 구비된 것을 특징으로 하는 곡선형 레일을 포함하는 분체도장 시스템에 관한 것이다.

본 발명에서 상기 레일은 도장부와 대향하는 부분이 ‘U'자(라틴문자 대문자 '유'자) 형으로 꺾여 배치되는 것을 특징으로 하며, 상기 도장부는 상기 레일에서 U'자 형으로 꺾인 부분과 대향하여 구비되되, ‘U'자(라틴문자 대문자 '유'자) 형으로 꺾여 배치되는 레일 내측에 구비되는 내측도장부; 및 ‘U'자(라틴문자 대문자 '유'자) 형으로 꺾여 배치되는 레일 외측에 구비되는 외측도장부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 변침부는 예열부와 도장부 사이 및 도장부와 건조부 사이에 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 시스템은 보조레일 상에 구비되어 피도체를 건조하는 보조건조부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 상기 피도체는 보조레일을 통해 도장부와 2회 이상 대면하는 순환도장과정을 거치며, 더욱 상세하게 상기 순환도장과정은 상기 피도체에 1차 도료 조성물이 분사되는 하도과정; 및 상기 하도과정을 거쳐 순환된 피도체에 2차 도료 조성물이 분사되는 상도과정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 1차 도료 조성물은 우레탄 수지, 에폭시 수지 및 아크릴 수지에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 고분자 수지를 포함하며, 상기 2차 도료 조성물은 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리프로필렌 수지에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 고분자 수지 100 중량부에 대해 극성기 함유 수지 40 내지 100 중량부 및 안료 1 내지 60 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 2차 도료 조성물은 비닐리덴플루오라이드 및 불화비닐, 트리플루오로에틸렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 1,2-디플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 퍼플루오로(알킬비닐)에테르, 퍼플루오로(1,3-디옥솔) 및 퍼플루오로(2,2-디메틸-1,3-디옥솔)에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 공단량체가 중합된 공중합수지를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 분체도장 시스템을 이용한 분체도장 공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 분체도장 시스템의 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 변침부의 동작방식을 도시한 평면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 분체도장 시스템의 도장부를 개략적으로 도시한 것이다.

이하, 구체예들을 참조하여 본 발명에 따른 분체도장 시스템을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 구체예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다.

따라서 본 발명은 이하 제시되는 구체예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 구체예들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 기재된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.

또한 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 발명에 따른 분체도장 시스템은 도 1과 같이 준비(S1), 예열(S2), 도장(S3), 건조(S4), 하역(S5)의 도장 과정을 포함할 수 있다.

상기 준비공정(S1)은 피도체의 표면을 세척함과 동시에 이송체에 부착하여 피도체를 고정하는 공정을 의미하며, 피도체의 표면을 세척하기 전에 표면에 붙은 녹이나 기타 잡물을 사포 등을 이용하거 제거한 후, 유기염소계 용제를 이용하여 세척할 수 있다.

본 발명에서 상기 유기염소계 용제는 당업계에서 유분, 먼지, 티 등을 제거하기 위하여 사용되는 모든 전처리 용액을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌 및 1,1,1-트리클로로에탄에서 선택되는 어느 하나 또는 복수를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 준비공정은 용액조의 온도를 80 내지 120℃, 더 바람직하게는 90 내지 115℃로 유지하고, 여기에 피도체를 담지하여 진행하는 것이 바람직하다. 온도가 80℃ 미만인 경우 유분과 먼지 제거 효율이 떨어지며, 120℃를 초과하는 경우 온도 상승에 따른 추가 비용이 발생할 수 있으므로 바람직하지 않다.

상기 예열공정(S2)은 피도체에 도막을 형성하기 전에 미리 열을 가해 피도체의 온도를 조절함으로써 피도체 내부 공극에 포함되는 수증기와 같은 가스를 미리 제거하고, 온도 변화에 따른 피도체의 체적 변화를 최소화하며, 도료 조성물의 경화를 촉진하기 위하여 진행하는 것으로, 150 내지 250℃로 1 내지 30분간 예열하는 것이 바람직하다. 상기 온도 및 가열 시간 범위에서 피도체 내부까지 열을 전달할 수 있으며, 내부의 가스를 효과적으로 제거할 수 있어 바람직하다.

또한 상기 예열공정을 진행하는 예열부에 하우징을 포함하는 경우 피도체 내부의 수분을 더욱 효과적으로 제거하기 위해 하우징 내부의 상대습도를 20 내지 30%로 조절하는 것이 좋다. 습도가 높을수록 분체가 주변 대기 또는 구조물로 손실되는 양이 훨씬 증가하며, 습도의 경우 낮을수록 피도체 내부의 수분을 제거하기 용이하나, 20% 미만으로 낮추게 되면 낮은 습도로 인해 분체도료 자체의 대전효과 감소 및 분진 폭발의 위험이 있으므로 상기 범위와 같이 습도를 조절하는 것이 바람직하다.

여기에 상기 예열공정은 피도체 밖으로 방출된 수증기가 피도체와 재반응하는 것을 보호하기 위해 하우징 내부 기체를 질소, 아르곤, 네온 등의 비활성기체 분위기 하에서 진행하는 것이 좋다. 이때 상기 비활성기체는 하우징 내부의 기체를 제거하여 진공상태를 유지한 후 공급하되, 하우징 내부의 압력이 0.1 내지 0.5atm를 유지하도록 공급하는 것이 바람직하다.

상기 도장공정(S3)은 분체 도료를 이용하여 피도체 표면에 분체 도장을 수행하는 것으로, 정전 분체 도장 방식으로 수행될 수 있다. 이때 상기 도장공정은 1차 도료 조성물을 피도체 표면에 균일하게 도포하여 피막을 형성한 후, 150 내지 250℃에서 10 내지 60분간 건조하여 1차 도료 조성물에 포함되는 수지를 열경화시킨다. 다음으로 제조된 2차 도료 조성물을 유동 침지 도장, 정전 도장, 정전 침지 도장 등의 공지의 분체 도장 방법을 통해 도포할 수 있으며, 이들 중 방전극을 통해 전압을 인가하여 발생하는 정전기를 통해 분체를 피도체에 부착하는 정전 도장법을 사용하는 것이 도막의 내후성을 높일 수 있어 바람직하다.

상기 건조공정(S4)은 도장이 완료된 피도체를 건조하는 공정으로, 피도체를 150 내지 300℃로 10 내지 60분간 열처리하여 도막을 형성한다. 이때 열처리 온도가 150℃ 미만인 경우 수지의 경화시간이 짧아져 내구성과 접착강도가 낮아질 수 있으며, 300℃를 초과하는 경우 수지가 열화하여 분체의 내구성이 떨어지며 도막의 색상이 변화할 수 있다.

상기와 같이 건조공정을 진행한 후에는 피도체를 냉각하는 공정을 더 포함할 수도 있다. 이때 냉각 방법이나 온도는 본 발명에서 한정하지 않으며, 자연냉각 레일을 따라 수행되거나 열처리단계 이후의 피도체를 고정식에 거치하되, 주변온도를 서서히 낮추는 방식으로 수행할 수 있다.

상기 하역공정(S5)은 건조가 완료된 피도체를 이송체에서 분리하는 공정으로 상기 하역공정을 통해 최종적으로 분체 도장 공정이 완료된다. 상기 하역공정 역시 수동 또는 전용 크레인 등을 통해 진행할 수 있다.

본 발명에서 상기 분체도장 시스템은 도 2와 같이,

둘 이상의 단절부를 가지는 순환선 형태로 배치되는 레일(110), 상기 레일을 따라 이동하는 이동체(120) 및 상기 이동체에 부착되어 피도체(1)를 고정하는 고정부(130)를 포함하는 이송부(100);

상기 레일 상에 구비되며, 상기 피도체를 가열하는 가열장치를 포함하는 예열부(200);

상기 레일과 평행하게 위치하여 상기 피도체에 도막을 형성하는 하나 또는 복수의 도장부(300);

상기 도장부를 통과한 피도체의 도막을 건조하는 건조부(400); 및

상기 피도체를 이동체에 싣거나 내리는 하역부(500);

를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 이송부는 상기 피도체(1)의 표면에 피막을 형성하기 위하여 상기 피도체를 이송하는 모든 구성을 포함하는 것으로, 둘 이상의 단절부를 가지는 순환선 형태로 배치되는 레일(110), 상기 레일을 따라 이동하는 이동체(120) 및 상기 이동체에 부착되어 피도체(1)를 고정하는 고정부(130)를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 피도체(1)는 분체 도장을 할 수 있는 모든 형태 또는 재질의 물체로서, 바람직하게는 철제 구조물을 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 이동체(120)는 레일을 따라 이동하여 상기 피도체가 예열, 도장, 건조 등의 공정을 거칠 수 있도록 하는 것으로, 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 레일 상에 접촉하여 회전을 통해 상기 레일 표면에서 굴러가는 바퀴 및 상기 바퀴를 회전시키는 구동부를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 이동체는 레일의 종류 및 배열 형태에 따라 다양한 구조 및 이동 방법을 가질 수 있다. 일예로 일반적인 기차와 같이 레일 위에 이동체가 놓여 미끄러짐 운동에 의해 이동할 수도 있으나, 도 4와 같이 주레일의 간격을 크게 유지하고, 그 사이에 이동체가 놓이고, 상기 이동체에 피도체가 매달린 형태로 이동할 수도 있다.

또한 상기 고정부(130)는 상기 이동체의 상부에 구비되어 상기 피도체가 이탈하지 않도록 고정하는 역할을 수행하는 것으로, 상기 피도체의 표면을 최대한 가리지 않는 구조를 갖는 것이 좋다.

상기 고정부로 더욱 바람직하게는 상기 피도체의 재질을 고려하여 자석, 특히 이동체의 가속에 따른 피도체의 이탈을 방지하기 위해 네오디뮴 자석을 사용하는 것이 피도체와 이동체의 접촉 이외에 다른 접촉을 최소화할 수 있어 바람직하다. 특히 도 2와 같이 상기 이동체의 상면에 고정부가 돌출되지 않도록 구비하는 경우, 작업자는 상기 피도체를 상기 이동체의 상면에 올려놓는 것만으로도 쉽게 고정할 수 있어 작업시간을 크게 줄일 수 있다.

상기 고정부의 다른 구비형태로는 도 4와 같이 레일 사이에 긴 바 형태로 이동체가 위치하고, 상기 이동체의 일면에 하나 또는 복수의 고리형 고정부로 구비될 수도 있다. 이 경우, 다수의 피도체가 하나의 공정을 통해 쉽게 피막을 형성할 수 있으므로 기존 공정에 비해 훨씬 경제적이다.

본 발명에서 상기 레일(110)은 상기 이동체를 이동시키는 일종의 운송로로, 도 2와 같이 둘 이상의 단절부를 가지는 순환선 형태로 배치될 수 있다.

본 발명에서 상기 레일로 더욱 상세하게는 이동체가 주로 이동하는 주레일(111)과, 상기 주레일의 일정 영역이 연속되지 않는 단절부(112) 및 상기 단절부에 인접하여 후술할 변침부의 위치에 따라 이동체가 통과하는 보조레일(113)을 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 주레일(111)은 도 2와 같이 큰 순환선 형태로 배치되는 레일로, 후술할 예열부, 도장부, 건조부 및 하역부를 모두 통과하도록 배치될 수 있다.

또한 상기 주레일은 순환선 형태로 배열되되, 빠른 운송이 필요한 부분과, 느린 진행이 필요한 부분의 레일이 서로 다른 형태를 갖도록 배열되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 주레일이 예열부, 도장부, 건조부를 통과하는 경우, 상기 부에서 각각의 작업이 수행되어야 하므로, 느리게 진행되거나 심지어 정지되어야 한다. 따라서 상기 주레일이 상기 부들을 통과하는 경우에는 이동체와 레일간의 마찰을 고려하여 곡선형을 가지는 것이 바람직하다. 이와는 대조적으로 각 부를 통과한 이후에는 빠른 이송을 통해 작업시간을 단축시키는 것이 바람직하므로, 각 부와 부 사이의 주레일은 곡선형보다는 직선형으로 배치되는 것이 좋다.

일예로 도 2와 같이 상기 예열부, 건조부를 통과하는 주레일은 90°꺾인 형태로 배치됨으로써 피도체가 상기 부들에 머무르는 시간을 향상시키고, 동시에 후술할 예열장치 및 건조장치와의 노출시간, 노출면적을 증가시켜 더욱 효과적인 예열 또는 건조 작업을 진행토록 할 수 있다.

본 발명에서 상기 단절부(112)는 후술할 변침부를 통해 주레일과 인접한 주레일 또는 보조레일과 선택적으로 연결되는 곳으로, 도 2 또는 3과 같이 일정 거리 이상 이격되어 주 레일이 단절되도록 구비된다.

본 발명에서 상기 변침부(114)는 상기 단절부에 위치하되, 슬라이딩 운동을 통해 주레일과 인접한 주레일 또는 주레일과 보조레일을 선택적으로 연결하는 것으로, 이동체의 이동방향을 결정하는 역할을 수행한다.

본 발명에서 상기 변침부로 더욱 상세하게는 슬라이딩 운동을 통해 변침부의 위치를 결정하는 슬라이딩부(114a), 상기 슬라이딩부의 상면에 구비되어 주레일과 인접한 주레일을 연결하는 주레일연결부(114b) 및 상기 주레일연결부와 마찬가지로 상기 슬라이딩부의 상면에 구비되어 주레일과 보조레일을 연결하는 보조레일연결부(114c)를 포함할 수 있다.

도 3을 통해 상기 변침부의 슬라이딩운동에 따른 주레일과 보조레일의 연결과정을 더욱 상세히 설명하면, 상기 도 3의 a와 같이 상기 변침부는 주레일(111)과 주레일 간의 단절부(112)를 연결하기 위해 슬라이딩부(114a) 상면에 위치한 주레일연결부(114b)가 주레일의 양 끝단 사이에 위치하도록 구비된다. 상기 변침부가 상기 위치에 있는 경우, 도장부를 통과한 이동체는 주레일연결부를 통해 보조레일을 거치지 않고 바로 주건조부(410)로 이동하게 된다.

이와는 대조적으로 상기 피도체에 추가적인 도장이 진행되어야 하는 경우, 상술한 제어부에서 슬라이딩부의 이동을 명령하는 신호가 전송되면, 도 3의 b와 같이 슬라이딩부가 원래 위치에서 우측으로 이동하게 된다. 이 경우, 주레일과 주레일 간의 단절부를 보조레일연결부(114c)가 채워지게 된다. 결과적으로, 도장부를 빠져나온 이동체는 보조레일연결부를 따라 보조레일로 진입하게 되고, 보조레일을 통과한 이동체는 다시 도장부로 진입하여 추가적인 도장이 진행되게 된다.

상기 보조레일연결부는 도면상으로 일단이 주레일과 연결되는 것만을 도시하고 있으나, 상기 보조레일연결부의 타단은 변침부의 슬라이딩 운동을 통해 상기 보조레일의 일단과 연결되게 되며, 이를 통해 이동체가 다시 도장부로 진입하기 전의 주레일로 향하도록 진행방향을 변경할 수 있다.

본 발명에서 상기 예열부(200)는 피도체에 미리 열을 가해 피도체의 온도를 조절함으로써 피도체 내부 공극에 포함되는 수증기와 같은 가스를 미리 제거하기 위한 것으로, 상세하게는 입출구가 형성되어 레일을 통과시키며, 외부와의 열교환을 차단하여 일정한 온도로 가열하기 위한 하우징(미도시)과 상기 하우징 내부에 위치하되, 상기 하우징 내부를 통과하는 레일과 인접하도록 구비되는 가열장치(미도시)를 포함할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 상기 예열부 내를 통과하는 이동체는 이동 시간을 조절하기 위해 이동체에 부착된 구동부를 조절하거나, 이동체 내의 레일 길이를 조절할 수 있다. 일예로 도 2와 같이 이동체 내를 통과하는 레일은 이동체 내에서 90°의 반원 형태로 배치되는 것이 바람직하다. 또한 상기 예열부 내의 가열장치는 피도체와의 대면거리를 최대한 줄이기 위해 반원 내측에 위치하는 것이 좋다.

본 발명에서 상기 도장부(300)는 피도체의 표면에 도막을 형성하기 위해 도료 조성물이 분사되는 곳으로, 상기 레일과 평행하게 위치하되, 하나 또는 필요에 따라 복수 개가 구비될 수 있다.

또한 상기 도장부는 필요에 따라 직육면체 형상의 도장하우징과, 상기 도장하우징의 측면에 레일을 통과시키는 입출구를 더 구비할 수 있다. 여기에 상기 도장하우징의 내부에는 도료의 회수를 위한 회수장치(미도시)와 환기를 위한 환기장치(미도시) 및 도료의 필터링을 위한 필터(미도시)가 더 구비될 수 있다.

본 발명에서 상기 도장부를 통과하는 레일은 도 2와 같이 상기 예열부를 통과하는 레일과 유사하게 피도체와 도장부간의 노출시간을 증가시키고 노출거리를 일정하게 하기 위해 도장부와 대향하는 부분이 ‘U'자(라틴문자 대문자 '유'자) 형으로 꺾여 배치되는 것이 바람직하다. 이럴 경우, 레일 내측에 위치하는 내측도장부의 크기 및 부피를 최소화하는 장점 또한 얻을 수 있다.

본 발명에서 상기 내측도장부(310)는 앞서 설명한 바와 같이 ‘U'자(라틴문자 대문자 '유'자) 형으로 꺾여 배치된 레일의 내측에 위치하며, 전체적으로 원통형의 형상을 가질 수 있다. 또한 상기 내측도장부는 필요에 따라 일정 속도로 회전하여 낭비되는 도료를 줄이고 균일한 도막두께를 형성할 수 있어 분사 효율을 더욱 높일 수 있다. 이는 후술할 외측도장부에서 동시에 도료가 분사되는 경우, 두 도장부에 의해 발생하는 공기의 흐름 방향이 서로 상이하기 때문에 피도체 주변에 분체를 함유하는 다수의 와류가 형성되게 되며, 이러한 와류로 인해 정상적인 분사로는 도료가 닿기 힘든 피도체 표면까지 도료가 흡착하여 도막을 형성할 수 있다.

본 발명에서 상기 내측도장부는 상기와 같이 회전하기 위해 내부에 모터 및 모터의 동력을 전달받아 회전하는 회전축이 더 구비될 수 있으며, 회전 속도는 한정하지 않으나 100 내지 300 rpm의 속도를 유지하는 것이 좋다.

본 발명에서 상기 외측도장부(320)는 U'자 형으로 꺾여 배치된 레일의 내측에 위치하며, 전체적으로 아치형의 형상을 가질 수 있다. 상기 외측도장부는 내측도장부와 대향하도록 구비되어 내측도장부를 통해 도막을 형성하기 어려운 부분에 도료가 분무되며, 추가적으로 내측도장부와 동시에 도료를 분무함으로써 피도체 주변에 다수의 와류를 형성할 수 있다.

또한 상기 도장부는 도 4와 같이 상기 피도체가 상기 이동체에 매달린 형태로 이송되는 경우, 상기 피도체의 좌우 이외에도 지면에 추가적인 도장부가 더 구비될 수도 있다. 이를 통해 상기 피도체에 도료가 닿지 않는 부분을 최소화하여 더욱 균일한 도장 작업을 진행할 수 있다. 이때 상기 고정부는 상기 피도체의 균일한 도장작업을 위해 회전을 통해 사각(死角)을 최소화할 수 있다.

또한 상기 도장부는 도 5와 같이 다수의 피도체에 분체 도장을 진행할 경우, 상기 피도체의 도막 형성을 촉진하기 위해 하나 이상의 목업(mock up, 1b)을 일반 피도체(1a)의 사이에 구비할 수 있다. 도 5와 같이 목업을 피도체와 함께 이송하여 분체도장을 진행하는 경우, 반발작용으로 인해 도장부 내의 도료 입자를 피도체 쪽으로 밀어내는 역할을 하여 더욱 안정적인 도장 작업을 진행할 수 있다. 이때 상기 목업은 도료 입자와의 반발작용을 더욱 극대화하도록 상기 도료 입자와 같은 극성으로 대전되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 도장부는 상술한 바와 같이 피도체에 2회 이상 중복하여 도료를 도포하는 경우, 피도체와 도장부가 대면할 때 각기 다른 도료 조성물을 도포하도록 도료 조성물을 교체할 수 있다. 예를 들어 상기 피도체가 도장부를 첫 번째로 통과하는 경우, 상기 도장부는 피도체에 1차 도료 조성물을 분사하여 하도를 형성할 수 있으며, 1차 도료 조성물이 도포된 피도체가 변침부 및 보조레일을 통해 다시 도장부로 진입하여 순환하면, 상기 도장부는 도료 조성물을 2차 도료 조성물로 바꾸어 분사함으로써 상도를 형성할 수 있다. 다만 1차 도료 조성물의 도막 형성이 제대로 이루어지지 않은 경우, 피도체가 순환함에 따라 여러 번 1차 도료 조성물이 도포되는 식으로 순환 횟수 및 도료의 종류를 자유롭게 조절하여도 무방하다.

본 발명에서 상기 건조부(400)는 피도체에 도포된 도료 조성물을 건조하여 도막을 형성하기 위한 것으로, 더욱 상세하게는 주레일 상에 배치되는 주건조부(410)와 보조레일 상에 배치되는 보조건조부(420)를 포함할 수 있다.

상기 건조부는 예열부나 도장부와 마찬가지로 가열된 공기의 밀폐성을 높여 온도 및 습기 조건을 제한하기 위해 건조하우징을 포함할 수 있으며, 상기 건조하우징에는 가열된 공기의 순환을 위해 유입구 및 유출구가 더 구비될 수도 있다.

또한 상기 유입구 및 유출구에는 송풍기가 구비되어 강제 흡기 및 배기가 진행되도록 할 수 있으며, 순환되는 공기 내의 용매입자를 포집하여 증발속도를 향상시키기 위해 하나 또는 복수의 필터를 더 구비할 수도 있다.

여기에 상기 건조부를 통과하는 레일은 상기 예열부 또는 건조부와 마찬가지로 피도체가 머무르는 시간을 조절하기 위해 레일의 형태를 직선형이 아닌 곡선형으로 배치하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 하역부(500)는 별도의 장치 없이 개방된 공간에 형성되며, 작업자가 수작업을 통하거나 크레인과 같은 동력을 이용하여 건조가 완료된 피도체를 언로딩하거나, 도장이 필요한 피도체를 로딩하며, 상기 로딩 또는 언로딩을 통해 전체 도장 공정이 시작하거나 완료될 수 있다.

또한 상기 분체도장 시스템은 상술한 이동체의 이동속도, 예열부 및 건조부의 온도, 도장부의 도료 조성물 선택, 분사 속도, 변침부의 이동 제어 등의 역할을 수행, 명령, 조절하기 위해 이들을 통합적으로 제어하는 제어부(미도시)를 더 구비할 수도 있다.

상기 제어부는 상기 이동체, 예열부, 도장부 및 건조부에 명령을 전달하기 위해 이들과 기계적으로 연결되어야 하며, 특히 도장부의 도료량, 인가전압, 분사속도, 내측도장부의 회전속도 등을 조절하기 위해 상기 도장부의 내부에 센서를 구비하여, 도장 시 여러 조건을 수시로 확인하고 이에 맞는 지시를 내려야 한다. 즉 상기 센서에서 도장 시 각 조건들을 확인하고, 이에 대한 출력신호를 제어부로 전달하면, 제어부에서는 상기 출력신호에 부응하여 분체도료의 공급량, 인가전압 등을 조절하도록 피드백을 제시한다.

본 발명에서 상기 도료는 피도체의 부식을 방지하며, 안료 또는 염료와 혼합되어 도막을 형성하기 위한 일종의 기재로, 조성물 및 적용 시기에 따라 1차, 2차 도료 조성물로 나눌 수 있다.

본 발명에서 상기 1차 도료 조성물은 피도체와 2차 도료 조성물 사이에 형성되어 피도체 내부에 잔존하는 수분과 2차 도료 조성물과 반응하는 것을 차단하여 도막의 내후성을 더욱 높이는 효과를 가지며, 우레탄 수지, 에폭시 수지 및 아크릴 수지에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.

상기 우레탄 수지의 일예로는 폴리카보네이트 폴리올, 에스테르 폴리올, 아크릴 폴리올, 에테르 폴리올 및 카프로락톤에서 선택되는 하나 또는 복수의 혼합물을 들 수 있다.

상기 폴리카보네이트 폴리올은 공지된 방법에 의해서 제조될 수 있으며, 상기 폴리카보네이트 폴리올은 지방족 혹은 방향족 폴리올과 포스겐의 반응 그리고 카보닉 에스테르의 에스테르 교환반응을 들 수 있다. 알리파틱 폴리카보네이트 폴리올의 제조방법은 카보닉에스테르의 에스테르 교환반응에 의한 제조방법이 일반적이다. 또한 벨지움 특허공보 제630,530호(1963)에는 사이클릭 카보네이트로부터 분자량 분포가 좁은 고분자량의 폴리카보네이트 폴리올을 제조하는 방법이 공개되어 있다. 예를 들면 에틸렌 글리콜 카보네이트와 여러 가지의 구조를 가지는 디올의 치환 반응에 의해 얻을 수 있다. 상기 폴리카보네이트 디올은 상업적으로도 이용가능하며, 바람직하게는 일본 우베사의 Carb 100을 사용할 수 있다.

상기 카프로락톤폴리올은 폴리올 개시제나 폴리아민 개시제를 이용하여, ε-카프로락톤을 개환중합함으로써 얻어지는 폴리에스테르폴리올이며, 폴리올 개시제로는 예컨대, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부틸렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 비스페놀 A, 레조르신 등의 디올; 예컨대, 글리세린, 1,2,6-헥산트리올, 1,1,1-트리스(히드록시메틸)프로판 등의 트리올; 예컨대, 펜타에리스리톨, 에리스리톨, 메틸글루콕시드 등의 테트라올; 예컨대, 소르비톨, 디펜타에리스리톨 등의 헥사올; 예컨대, 자당 등의 옥탄올 등을 들 수 있다.

상기 폴리에스테르 폴리올은 폴리올과 산을 반응시켜 제조되는 폴리에스테르 폴리올을 사용할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 폴리에스테르 폴리올은 금속증착층에 내박리성을 제공할 수 있도록 에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 헥산디올과 같은 폴리올을 이소프탈산, 아디픽산, 아젤릭산과 같은 산을 반응시켜 제조되는 에스테르 폴리올을 이용하여 제조될 수 있다.

상기 아크릴 폴리올은 비닐 형태로 수산기를 갖는 단량체, 예를 들어 2-하이드록시 에칠 아크릴레이트, 2-하이드록시 에칠 메타크릴레이트, 2-하이드록시 부칠 아크릴레이트, 하이드록시프로필 메타크릴레이트등에서 선택된 화합물을 이용하여 제조되는 폴리올이다. 상기 아크릴 폴리올의 제조 방식은 대한민국 특허 출원 제10-1999-18863호 등에 공지되어 있으며, 상업적으로도 이용가능하다. 바람직하게는 분자량이 800 내지 6,000, 보다 바람직하게는 1,000 내지 3,000인 일본 소꼬화학의 아크릴폴리올을 사용할 수 있다.

상기 에폭시 수지의 일예로는 비스페놀 A나 비스페놀 F, 비스페놀 S, 노볼락계의 글리시딜에테르형, 글리시딜 에스테르형, 글리시딜 아민형, 디사이클로펜타디엔 골격형, 비페놀형 등을 들 수 있다. 경제성과 성능과의 균형에서 이러한 수지로서는 비스페놀 A나 비스페놀 F, 노볼락계가 적합하게 사용된다.

상기 에폭시 수지는 작업성 및 취급성 관점에서 연화점 30 내지 160℃, 바람직하게는 50 내지 150℃, 특히 바람직하게는 60 내지 150℃을 가지는 것이 적당하다. 에폭시 수지의 연화점이 30℃미만이면 상온에서 개체를 유지하는 것이 어렵고 분체 도료 용도로서는 바람직하지 않다. 한편, 연화점이 160℃을 넘으면, 용융 혼련에 있어서 혼련기 중에서 반응 온도 이상이 되어 도막 성능에 심각한 영향을 미치므로 바람직하지 않다. 또한 에폭시 수지의 당량으로서는 일반적으로 600 내지 2000 g/당량, 바람직하게는, 600 내지 1500 g/당량인 것이 적당하다. 덧붙여 에폭시 수지의 상전이 온도는 20℃이상, 바람직하게는 30℃이상, 특히 바람직하게는 40℃ 이상인 것이 적당하다. 상전이 온도가 20℃미만이면 상온에서 보관할 때, 블로킹 등의 조성물 악화가 있기 때문에 바람직하지 않다.

상기 아크릴 수지의 일예로는 글리시딜기 함유 아크릴 공중합체로, 더욱 상세하게는 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 메트아크릴레이트, 메틸 글리시딜 메트아크릴레이트, 메틸 글리시딜 아크릴레이트, 3,4-에폭시사이클로헥실메틸(메트)아크릴레이트 및 아크릴 글리시딜 에테르로부터 선택되는 어느 하나 또는 복수의 글리시딜기 함유 단량체와,

메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, n-데실 아크릴레이트, 메틸 메트아크릴레이트, 에틸 메트아크릴레이트, n-프로필 메트아크릴레이트, 이소프로필 메트아크릴레이트, n-부틸 메트아크릴레이트, 이소부틸 메트아크릴레이트, n-아밀 메트아크릴레이트, n-헥실 메트아크릴레이트, 이소아밀 메트아크릴레이트, 알릴 메트아크릴레이트, 2차-부틸 메트아크릴레이트, 3차-부틸 메트아크릴레이트, 2-에틸부틸 메트아크릴레이트, 신나밀 메트아크릴레이트, 크로틸 메트아크릴레이트, 사이클로헥실 메트아크릴레이트, 사이클로펜틸 메트아크릴레이트, 메탈릴 메트아크릴레이트, n-옥틸 메트아크릴레이트, 2-에틸헥실 메트아크릴레이트, 2-페닐에틸 메트아크릴레이트 및 페닐 메트아크릴레이트로부터 선택된 아크릴 또는 메타크릴 에스테르 단량체에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 아크릴레이트 단량체가 공중합한 물질을 들 수 있다.

상기 1차 도료 조성물 또는 2차 도료 조성물은 포함되는 수지에 따라 가교제, 촉매 등을 달리하여 첨가할 수 있다. 예를 들어 우레탄 수지나 아크릴 수지의 경우 별도의 가교제 없이 일액형으로 코팅되어 도막을 형성할 수 있으며, 필요에 따라 아연 등과 같은 금속 촉매를 더 첨가하여 경화 속도를 높일 수 있다.

여기에 2차 도료 조성물의 경우 도막의 두께를 용이하게 제어하기 위해 상기 수지들 이외에 폴리프로필렌 수지와 극성기 함유 수지를 첨가하여도 무방하다. 상기 폴리프로필렌 수지는 호모 폴리프로필렌 및 프로필렌과 탄소수 2또는 4~10의α-올레핀과의 공중합체 등을 들 수 있다.

상기 극성기 함유 수지는 금속 등의 기재와의 접착성을 향상시키기 위해 첨가하는 것으로, 분지쇄에 아미드기, 수산기, 카르복실기 등을 함유하는 수지를 들 수 있다. 이들의 예로는 산 변성 폴리프로필렌, 에틸렌 아크릴산 공중합체, 에틸렌 메타크릴산 공중합체 등을 들 수 있다.

본 발명에 따른 도료 조성물은 상기 성분 이외에 안료나 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다. 바람직한 안료의 예를 들면 산화티탄이나 적산화철, 산화철, 퀴나크리돈, 카본 블랙, 아조 화합물, 디옥산, 스렌, 프탈로시아닌의 금속 착체를 들 수 있으며, 황산바륨이나 이산화규소(실리카), 탈크, 탄산칼슘, 티타늄산 칼륨 위스커, 붕산 알루미늄 위스커, 울러스터나이트, 산화알루미늄, 석면, 세라믹 파우더 등을 들 수 있다. 또한 스트론튬 크로메이트 등의 방청 안료도 사용 가능하다.

상기 첨가제로 예를 들면, 레벨링제, 표면 조정제, 유화제, 탈포제, 난연제, 산화방지제, 대전방지제 및 UV흡수제 등이 통상적으로 사용될 수 있다. 또한 변성제로서는 열가소성 수지, 예를 들어 석유 수지나 요소 알데하이드 수지, 테르펜, 폴리올레핀 등을 포함할 수 있다. 또한 2차 도료 조성물에는 필요로 하는 성능에 의해 사용되는 수지의 종류는 변동할 수 있지만, 예를 들면 내후성을 필요로 할 경우에는 아크릴 수지나 불소화한 아크릴 수지, 주로 이소프탈산과 네오펜틸글리콜과의 축합물로 구성되는 수산기 말단 폴리에스테르 수지, 수산기를 함유하는 불소수지 등의 수지 등을 더 첨가할 수 있으며, 가요성을 필요로 할 경우에는 주로 테레프탈산과 에틸렌글리콜과의 축합물로 구성되는 수산기 말단 폴리에스테르 수지와 폴리이소시아네이트 화합물, 에폭시 수지와 1 분자 당 페놀성 수산기를 1.5 개 이상 가지는 페놀 경화제를 더 첨가하여도 무방하다.

상기 1차 도료 조성물은 전체 수지 100 중량부에 대하여 경화제 0.1 내지 50 중량부, 안료 0 내지 100 중량부, 첨가제 0.1 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.

상기 2차 도료 조성물은 고분자 수지 100 중량부에 대해 극성기 함유 수지 40 내지 100 중량부 및 안료 1 내지 60 중량부를 포함할 수 있으며, 여기에 경화제 등의 첨가제 0.1 내지 10 중량부를 더 첨가하여 제조할 수 있다.

또한 상기 1차 도료 조성물 또는 2차 도료 조성물은 적용 형태에 따라 제조방법을 달리할 수 있다. 먼저 1차 도료 조성물과 같이 액상의 조성물을 피도체 표면에 도포하는 경우, 상기 조성물 및 용매를 상온에서 혼합한 후 바로 사용할 수 있으며, 2차 도료 조성물과 같이 분체상으로 적용하는 경우 상온에서 혼합된 조성물을 1축 또는 2축 압출기 등을 이용하여 혼련하고, 이를 펠렛 형태로 제조한 후, 핀밀 등의 분쇄기를 이용하여 적절한 입경 크기로 분쇄하는 것이 바람직하다. 이때 분체 도료의 입도는 10 내지 200㎛인 것이 좋다.

분체 도료의 입도가 10㎛ 미만인 경우 도장의 평활성이 떨어지며, 도막의 두께가 얇아져 물성이 크게 떨어질 수 있으며, 200㎛ 초과인 경우 복잡한 구조의 피도체에서 분체 도료의 침투력이 떨어져 핀홀이 발생할 수 있다.

또한 상기 2차 도료 조성물은 온도, 습도 및 기타 외력에 의한 피막의 파괴를 막고 내후성을 향상시키기 위해 비닐리덴플루오라이드에 불화비닐, 트리플루오로에틸렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 1,2-디플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 퍼플루오로(알킬비닐)에테르, 퍼플루오로(1,3-디옥솔) 및 퍼플루오로(2,2-디메틸-1,3-디옥솔)에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 공단량체가 중합된 공중합수지를 더 포함할 수도 있다.

상기 공중합수지는 불소계 공중합수지로, 비닐리덴플루오라이드에 하나 또는 복수의 불소화된 공단량체가 중합된 것으로, 상기 공단량체로 예를 들면, 불화비닐 트리플루오로에틸렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 1,2-디플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 퍼플루오로(메틸비닐)에테르, 퍼플루오로(에틸비닐)에테르 및 퍼플루오로(프로필비닐)에테르 등의 퍼플루오로(알킬비닐)에테르; 퍼플루오로(1,3-디옥솔); 및 퍼플루오로(2,2-디메틸-1,3-디옥솔)(PDD)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.

상기 공중합수지는 압출 및 사출 성형에 적합하기 위해서, 전단속도 100s^-1 및 230℃의 조건으로 모세관 유량계에 의해 측정한 점도가 100 내지 2,500 Pa·인 것이 바람직하며, 500 내지 2,000 Pa·인 것이 더욱 바람직하다. 또한 상기 공중합수지의 용융유동지수(MFI)는 2.16 kg의 하중 하에서 230℃에서 측정하였을 때, 1 내지 11g/10분일 수 있으며, 1 내지 9g/10분 인 것이 더욱 바람직하다.

상기 공중합수지는 2차 도료 조성물 내의 고분자 수지 100 중량부 대비 0.1 내지 5 중량부 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 범위 미만 첨가하는 경우 도막의 내후성이 크게 떨어질 수 있으며, 5 중량부 초과 첨가하는 경우 다른 조성물과의 혼화성이 저하되어 오히려 기계적 물성이 약화된다.

또한 상기 2차 도료 조성물은 에폭시의 유연성을 개선하고 크랙과 같은 파괴거동을 제거하기 위해 하나 이상의 안정화제를 더 첨가할 수도 있다.

상기 안정화제는 상용성이 좋은 사슬이 있어 다른 성분의 표면에 흡착함으로써 다른 성분들 간의 안정화를 더욱 강화하는 것으로, 상기 공중합수지와 혼합하는 경우 도막의 내열성을 더욱 향상시키는 효과가 있을 수 있다.

본 발명에서 상기 안정화제는 고분자량의 다관능성 페놀 또는 입체장애 페놀이 포함된 것으로, 상기 입체장애 페놀의 예로는 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-3급-부틸-4-하이드록시벤질) 벤젠, 펜타에리쓰리틸 테트라키스-3(3,5-디-3급-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, n-옥타데실-3(3,5-디-3급부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 4,4'-메틸렌비스(2,6-디-3급-부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-3급-부틸페놀), 4,4'-티오비스(6-3급-o-크레졸), 2,6-디-3급-부틸페놀, 6-(4-하이드록시페녹시)-2,4-비스(n-옥틸티오)-1,3,5-트리아진, 2,4,6-트리스-(4-하이드록시-3,5-디-3급-부틸페녹시)-1,3,5-트리아진, 디-n-옥타데실-3,5-디-3급-부틸-4-하이드록시-벤질-포스포네이트, 2-(n-옥틸티오)에틸-3,5-디-3급-부틸-4-하이드록시벤조에이트, 소르비톨 헥사-[3-(3,5-디-3급-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피오네이트] 등을 들 수 있으며, 이들은 하나 또는 복수를 혼합하여 사용하여도 좋다.

본 발명에서 상기 안정화제는 2차 도료 조성물 내의 고분자 수지 100 중량부 대비 0.1 내지 5 중량부 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 범위 미만 첨가하는 경우 도막의 내후성이 크게 떨어질 수 있으며, 5 중량부 초과 첨가하는 경우 다른 조성물과의 혼화성이 저하되어 오히려 기계적 물성이 약화된다.

본 발명에 따른 분체 도장 방법은 냉각 단계 이후 분체 도장된 제품을 검사하여 흠집, 들뜸, 불균일 등의 불량 여부를 확인하고, 불량이 없을 경우 이를 포장하는 단계를 더 수행할 수 있다.

이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다.

하기 실시예 및 비교예에 의해 제조된 시편은 다음과 같은 방법을 통해 물성을 측정하였다.

(표면 상태)

도장을 수행한 직후와 25℃, RH 50%의 조건에서 10일간 방치한 후, 75℃, RH 50%의 조건에서 10일간 방치한 후의 도막의 표면 상태를 육안으로 검사하였으며, 하기와 같은 기준으로 도막의 상태를 판정하였다.

○ : 이상 없음, △ : 도막에 미세한 균열이나 들뜸 발생, ×: 도막이 피도체에서 떨어짐

(내충격성)

ASTM D1794(마찰마모시험)에 의거하였으며, 1㎏의 추를 도막 표면으로 낙하하였을 때 도막이 깨지거나 박리가 발생하지 않는 최대 낙하 높이를 측정하였다.

(에릭센 시험)

JIS K5400에 의거하였으며 에릭센 시험기를 이용하여 시편의 이면에서 강구를 압출하여 시험편을 변형시켰을 때, 도막이 깨지거나 박리를 일으킬 때까지의 압출 거리를 측정하였다.

(부착강도)

JIS K5400에 의거하였으며, 한쪽날 면도칼을 시편의 표면에 2㎜ 간격의 바둑판 눈금을 100개 만든 후, 그 위에 점착 테이프(JIS Z1522 의거)를 충분히 압착하고 90°방향으로 한 번에 당겼을 때 도막의 박리 상태를 육안으로 확인하여 하기와 같은 기준으로 판단하였다.

10 : 도막의 박리가 발생하지 않음

8 : 눈금에 약간의 박리가 발생

6 : 전체 도막의 10% 미만에서 결손 발생

4 : 전체 도막의 10% 이상 30% 미만에서 결손 발생

2 : 전체 도막의 30% 이상에서 결손 발생

(실시예 1)

먼저 트리클로로에틸렌 100 중량부 대비 아질산나트륨 0.1 중량부를 혼합한 후 115℃로 승온한 용액조에 두께 7㎜, 크기 300×300㎜의 열간 압연 강판(SS-400)을 1분 동안 침지시킨 후 건조하고, 상대습도 50%, 200℃ 온도에서 30분간 예열하였다. 그리고 1차 도료 조성물로 우레탄 아연 프라이머(#1049, 동화켐)를 피도체에 도포하였다. 도포한 후에는 160℃에서 30분간 열처리하여 조성물을 건조시켰다.

다음으로 에폭시 수지(에폭시 당량 1,000) 100 중량부에 산 변성 폴리프로필렌(산가 6, 중량평균분자량 10,000) 50 중량부, 안료(BASF) 30 중량부를 혼합한 후, 펠렛 및 분말화한 분체(2차 도료 조성물, 평균입경 100㎛)를 분체 도료 정전 도장기를 이용하여 예열된 피도체에 도장한 후 200℃에서 30분간 열처리하여 도막 두께가 200㎛이 되도록 형성하였다. 형성된 도막의 물성을 측정하여 표 1에 기재하였다.

(실시예 2)

상기 실시예 1에서 2차 도료 조성물 제조 시 비닐리덴플루오라이드에 불화비닐이 7 : 3 중량비의 비율로 중합된 폴리비닐리덴플루오라이드(MFI 9g/10분(ASTM D1238, 230℃, 2.16kg하중))을 에폭시 수지 100 중량부 대비 3 중량부 더 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 도막을 형성하였다. 형성된 도막의 물성을 측정하여 표 1에 기재하였다.

(실시예 3)

상기 실시예 2에서 2차 도료 조성물 제조 시 안정화제로 펜타에리쓰리틸 테트라키스-3(3,5-디-3급-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트를 에폭시 수지 100 중량부 대비 3 중량부 더 첨가한 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 방법으로 도막을 형성하였다. 형성된 도막의 물성을 측정하여 표 1에 기재하였다.

[표 1]

상기 표 1과 같이 본 발명에 따른 방법으로 제조된 도막은 대체적으로 양호한 물성을 보이고 있다. 특히 불소계 화합물을 더 첨가한 실시예 2는 내열특성 및 내충격성이 개선된 모습을 보이고 있으며, 안정화제를 더 첨가한 실시예 3은 가장 우수한 내열성, 내충격성 및 부착강도를 보이고 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예 및 시험예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1 : 피도체
1a : 피도체
1b : 목업(mock up)
100 : 이송부
110: 레일
111 : 주레일
112 : 단절부
113 : 보조레일
114 : 변침부
114a : 슬라이딩부
114b : 주레일연결부
114c : 보조레일연결부
120 : 이동체
130 : 고정부
200 : 예열부
300 : 도장부
310 : 내측도장부
320 : 외측도장부
400 : 건조부
410 : 주건조부
420 : 보조건조부
500 : 하역부

Claims

둘 이상의 단절부를 가지는 순환선 형태로 배치되는 레일, 상기 레일을 따라 이동하는 이동체 및 상기 이동체에 부착되어 피도체를 고정하는 고정부를 포함하는 이송부;
상기 레일 상에 구비되며, 상기 피도체를 가열하는 가열장치를 포함하는 예열부;
상기 레일과 평행하게 위치하여 상기 피도체에 도막을 형성하는 하나 또는 복수의 도장부;
상기 도장부를 통과한 피도체의 도막을 건조하는 건조부; 및
상기 피도체를 이동체에 싣거나 내리는 하역부;
를 포함하며,
상기 레일은 주레일과 보조레일을 포함하되, 상기 주레일은 도장부와 대향하는 부분이 ‘U'자(라틴문자 대문자 '유'자) 형으로 꺾여 배치되며,
상기 도장부는,
‘U'자(라틴문자 대문자 '유'자) 형으로 꺾여 배치되는 주레일 내측에 구비되는 내측도장부; 및
‘U'자(라틴문자 대문자 '유'자) 형으로 꺾여 배치되는 주레일 외측에 구비되는 외측도장부;
를 포함하며,
상기 이동체는 레일을 따라 예열부, 도장부, 건조부 및 하역부를 순환하도록 이동하며,
상기 이송부는 양 끝단이 각각 상기 복수의 단절부 중 어느 하나와 인접하여 위치하며, 피도체를 건조하는 보조건조부가 더 구비된 보조레일과,
슬라이딩 운동을 통해 상기 주레일의 단절부 또는 상기 단절부와 보조레일을 선택적으로 연결하며, 예열부와 도장부 사이 및 도장부와 건조부 사이에 구비되어 상기 이동체를 보조레일 또는 주레일로 선택적으로 이동시키는 변침부,
가 더 구비되며,
상기 변침부는,
슬라이딩부;
상기 슬라이딩부의 상면에 위치하여 주레일과 인접한 주레일을 연결하는 주레일연결부; 및
상기 슬라이딩부의 상면에 위치하여 주레일과 보조레일을 연결하는 보조레일연결부;
를 포함하며,
상기 피도체는 상기 보조레일을 통해 도장부와 2회 이상 대면하는 순환도장과정을 거치되, 상기 순환도장과정은,
도장부로 진입한 피도체에 1차 도료 조성물이 분사되는 하도과정; 및
상기 하도과정을 마치고 상기 변침부, 보조레일 및 보조건조부를 통과하여 다시 도장부로 진입하여 순환한 피도체에 2차 도료 조성물이 분사되는 상도과정;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 곡선형 레일을 포함하는 분체도장 시스템.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
제 1항에 있어서,
상기 1차 도료 조성물은 우레탄 수지, 에폭시 수지 및 아크릴 수지에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 고분자 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡선형 레일을 포함하는 분체도장 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 2차 도료 조성물은 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리프로필렌 수지에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 고분자 수지 100 중량부에 대해 극성기 함유 수지 40 내지 100 중량부 및 안료 1 내지 60 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡선형 레일을 포함하는 분체도장 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 2차 도료 조성물은 비닐리덴플루오라이드에 불화비닐, 트리플루오로에틸렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 1,2-디플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 퍼플루오로(알킬비닐)에테르, 퍼플루오로(1,3-디옥솔) 및 퍼플루오로(2,2-디메틸-1,3-디옥솔)에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 공단량체가 중합된 공중합수지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 곡선형 레일을 포함하는 분체도장 시스템.